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“2.2 PECTINA Y GOMAS. GOMAS NATURALES Y SEMISINTÉTICAS. ESTRUCTURA QUÍMICA, FUNCIÓN Y APLICACIONES A NIVEL INDUSTRIAL EN ALIMENTOS”.
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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TIJUANA, B. C. FEBRERO 2022
Presenta: CASTELO RIVERA EMMANUEL # 19211013 Asesor: M.C OCAMPO GARCÍA JORGE RICARDO
Pectinas Las pectinas están presentes en las frutas, principalmente, en los cítricos, la manzana y el membrillo. Son polisacáridos constituidos por ácido galacturónico (ácido obtenido por oxidación de la galactosa). Los grupos ácidos están parcialmente esterificados con grupos metoxilos y según la cantidad de estos grupos, se las divide en: pectinas de alto grado de metilación (ATM): más del 50% de los grupos ácidos están metilados y en pectinas de bajo grado de metilación (BTM): menos del 50% de los grupos ácidos están metilados. Estos dos tipos de pectinas gelifican bajo condiciones completamente distintas. Las pectinas ATM gelifican en condiciones de bajo pH (cercano a 3) y alta concentración de sólidos solubles (65%). Este gel se forma por la interacción pectina- agua azúcar-ácido. Este tipo de gomas están presentes en mermeladas y jaleas. Las pectinas BTM gelifican en presencia de iones divalentes (calcio), los cuales actúan como puente entre los grupos carboxilos de cadenas adyacentes. A diferencia de los geles con pectinas ATM, estos se pueden formar incluso en ausencia de sólidos solubles y a pH neutro. Se las encuentra en postres lácteos (Mabel y Paula, 2009). Figura 1. Estructura de las pectinas X puede ser H o CH3 (Badui, 2006). La funcionalidad de una pectina, y por ende su posible aplicación, dependen de factores intrínsecos como su peso molecular y su grado de esterificación (que a su vez dependen de la materia prima, de las condiciones de su fabricación, etc.), y por factores extrínsecos, tales como el pH, las sales disueltas y la presencia de azúcares (Badui, 2006).
Al igual que ocurre con la mayoría de los polímeros, la función de las gomas, es espesar y gelificar, cada goma presenta características físicas y químicas determinadas, que no pueden sustituirse con el uso de otro polisacárido. Estas dependen de varios factores: Intrínseco: Propios de la molécula, como el peso molecular, los grados de ionización y de ramificación, etc. Extrínsecos: Son propios del sistema, como el pH, la fuerza iónica, la temperatura, la concentración de los otros componentes, la interacción con los componentes del alimento en que se emplean, si se emplean solos o mezclados con otros hidrocoloides (Badui, 2006). El uso de las gomas en la industria alimentaria es muy vasto: en helados, confitería, jugos de frutas, cerveza, vinos, quesos, mermeladas, aderezos, embutidos, productos dietéticos, en panificación, etc. En cada caso, las gomas desempeñan un papel muy característico, gracias a las propiedades funcionales que desarrollan (Fennema, et al. 2001). Figura 3. Funciones y aplicaciones de las gomas en los alimentos (Badui, 2006) Algas marrones; La goma alginato es un polisacárido que se extrae de las algas marrón de las Feoficeae, donde es el componente estructural de las paredes celulares como sales de sodio, calcio o potasio. Comercialmente se extrae de Macrocystis pyrifera , Laminaria hyperborea , L. digitata y Ascophyllum nodosum. (Mabel y Paula, 2009).
Su estructura química corresponde a un polímero lineal de moléculas de ácido β (1,4)- D-manosilurónico y ácido α (1,4)-L-gulosilurónico. La relación de concentraciones de estos azúcares varía según la fuente botánica y el grado de madurez de la planta; esto influye a su vez en la viscosidad que se logra con sus soluciones(Badui, 2006). Su aplicación se da en productos de panificación, rellenos, helados, bebidas, aderezos, confitería, salsas, emulsiones, pudines, jarabes, purés, fruta congelada, alimentos dietéticos, mezclas secas, betún, productos cárnicos, fruta procesada y como agente de volumen (López y Sabogal, 20 22). Figura 4. Estructura química del alginato (Fennema, et al. 2001). Algas rojas: fuente de carrageninas. Son polisacáridos constituidos por mezclas de varios galactanos parecidos entre sí con grupos semiester sulfatosunidos a las unidades de azúcar. Los carragenanos comerciales contienen diferentes proporciones de los tres tipos principales: lambda, iota y kappa (Mabel y Paula, 2009). Las gomas carrageninas, se encuentran entre los polisacáridos sulfatados, ocupa el primer lugar en cuanto a uso en la industria alimentarla. Como casi todos los polisacáridos sulfatados, proviene de la pared celular de las algas marinas rojas, Rodofícea e, siendo los géneros Chondrus ( Ch. crispus, Ch. ocellatus, Eucheuma cottonii, E. spinosum Gigartina radula, Iridaea laminarioides ) y Furcellaria los principales productores de carragenina y furcelarano, respectivamente. Otros géneros productores son Solieriaceae, Gigartinaceae, Phyllophoraceae, Hypnaceceae, Rhabdoniceae y Rhodophyllidaceae. Su fórmula química consiste en unidades de D- galactosa unidas por enlaces glucosídicos α(1,3) y β(1,4) alternadamente; se
Figura 6. Estructura química de la guar (Badui, 2006). La goma arábiga aparece como un exudado resinoso sobre heridas y grietas de la corteza de los árboles cuyo objetivo es la protección de la herida contra la invasión de enfermedades. La goma producida por árboles entre 5 y 25 años de edad es incolora, de un tamaño que va de una avellana a una nuez (normalmente de forma esférica o de lágrima), y color que va desde el amarillo claro hasta el amarillo rojizo. Se encuentra en el mercado como goma sin transformar o procesada (molida, secada por aspersión o en hoja); su presentación comercial es en sacos de yute o polietileno de 1, 25, 50, 75 o 100 kg, o en contenedores de 1,000 kg (Mabel y Paula, 2009). Dos de sus características principales son su alta solubilidad en agua (hasta 50%) y la baja viscosidad que desarrolla; a diferencia del resto de las gomas, las soluciones de la arábiga tienen un comportamiento newtoniano en concentraciones hasta de 40%, pero al incrementarse ésta, desarrolla las características pseudoplásticas de la mayoría de las gomas. En los últimos años su utilización ha tendido a la producción de productos bajos en calorías: margarinas, helados, dulces, cereales ricos en fibra, barras energéticas, etc. (Fennema, et al. 2001). Por sus diversas propiedades funcionales estas gomas han adquirido gran importancia y su mercado se ha ampliado (López y Sabogal, 20 22).
La goma xantán es un exopolisacárido producido por Xanthomonas camprestris , patógeno de las coles. El microorganismo se cultiva a escala industrial por fermentación aerobia en un medio formado básicamente por jarabe de glucosa obtenido a partir de la hidrólisis del almidón de maíz. El xantano está formado por una cadena a modo de columna vertebral idéntica a la de la celulosa. La molécula de xantano está formada por residuos de D-glucosa, D-manosa y ácido D-glucurónico; también contiene aproximadamente 4.7% de grupos acetilo y 3.5% de ácido pirúvico; su peso molecular es de alrededor de 3, 000,000 (Fennema, et al. 2001 ). El xantano es muy utilizado en la industria alimentaria debido a las siguientes características de importancia: solubilidad en agua fría o caliente; alta viscosidad a bajas concentraciones; ausencia de cambios discernibles en la viscosidad de sus soluciones en el intervalo de temperatura 0-1 00°C, lo que las hace únicas entre los hidrocoloides; solubilidad y estabilidad en sistemas ácidos; excelente compatibilidad con la sal; capacidad de estabilizar suspensiones, emulsiones y buena estabilidad de las soluciones frente a la congelación-descongelación (Badui, 2006). Figura 7. Estructura química de la xantino (López y Sabogal, 20 22). Algarrobo Heteropolisacárido extraído del endospermo de las semillas del árbol Ceratonia siliqua de la familia de las leguminosas, subfamilia Caesalpiniaceae. Su estructura química corresponde a una galactomanana formada por una cadena de
Referencias Badui, S. (2006) Química de los alimentos. Edit. Pearson. López, D y Sabogal, O Gomas empleadas en la industria de alimentos. Mexico. Recuperado en marzo del 2022. Disponible en: https://repositorio.sena.edu.co/bitstream/handle/11404/6763/Revista_de_investigacio nes_Carmenta_1_1_43-48.pdf?sequence=1&isAllowed=y Fennema, O., Parkin, K., Damodaran, S. (2001) Química de los alimentos. CRC Press. Mabel R, Paula S. (2009) La quimica de los alimentos. Instituto nacional de educación tecnología, Argentina.
